铁水制造设备及铁水制造方法技术

本发明专利技术公开了一种铁水制造设备及铁水制造方法。本发明专利技术的铁水制造设备，包括：干燥装置，利用钢铁生产工艺中排出的废气对含碳材料进行干燥；气化炉，通过与所述干燥装置连接的导管装入经干燥的所述含碳材料后，使其在高温热风或氧气下燃烧，以生产还原气体；以及铁水炉，通过导管与所述气化炉连接，炉内装入铁矿石或还原铁后通过风口喷入所述还原气体，以制造铁水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，更具体地涉及一种在铁水炉外燃烧含碳材料而制成还原气体并喷入炉内，以还原铁矿石或还原铁的铁水制造设备及其方法。
技术介绍
在利用高炉的炼铁工艺中，将高价炼焦煤通过炼焦工序制成块状焦炭并装入高炉，以起到还原铁矿石的还原剂、热源及骨架(spacer)作用。如上所述的焦炭其加工费及原料煤的价格很高，因此将加工费低廉且无粘结性也能制造铁水的廉价粉煤喷入高炉内，以降低铁水的制造成本。将粉煤(pulverized coal)喷入高炉时,大量喷入固体燃料会降低燃烧性,导致未燃半焦(char)在回旋区外围沉积而形成的鸟巢区(bird, nest)加强，因而会发生炉芯失活的问题。 在通过多级流化床还原反应器和熔融气化炉来进行的FINEX熔融还原工艺中，也向熔融气化炉喷入粉煤，但是直接喷入固体燃料粉煤，不如将燃烧粉煤而产生的还原气体直接喷入熔融气化炉，后者更有利于还原铁的最终还原。此外，粉煤中的灰份(ash)主要由氧化铝(Al2O3)和二氧化硅(SiO2)组成，而这些灰份的熔点极高会降低炉渣的流动性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种将炼铁工艺所用的粉煤不直接喷入高炉、FINEX炉、COREX炉，而是在外燃烧制造还原气体，并将该还原气体喷入炉内，使铁矿石或还原铁还原的技术，以解决如上所述的问题。为了实现上述目的，本专利技术优选实施例的铁水制造设备，包括:干燥装置，利用钢铁生产工艺中排出的废气对含碳材料进行干燥；气化炉，通过与所述干燥装置连接的导管装入经干燥的所述含碳材料后，使其在高温热风或氧气下燃烧，以生产还原气体；以及铁水炉，通过导管与所述气化炉连接，炉内装入铁矿石或还原铁后通过风口喷入所述还原气体，以制造铁水。所述铁水制造设备还包括:热风炉，用于向所述气化炉供应高温热风。所述铁水制造设备还包括:废气供应装置，用于向所述气化炉供应所述铁水炉中排出的废气。所述干燥装置通过使所述钢铁生产工艺中排出的废气部分燃烧，去除或减少所述含碳材料中的水分或挥发性物质(volatile material)。所述铁水炉为高炉、FINEX熔融气化炉及COREX熔融气化炉中的任何一种。所述还原气体的氢气(H2)含量为30%以下。所述气化炉的压力为5bar~20bar。所述气化炉中生产的所述还原气体的温度为1000°C以上。所述含碳材料选自煤炭、粉煤、发电用煤、RDF、RPF及生物质燃料中的至少一种。本专利技术另一优选实施例的铁水制造方法，包括:利用钢铁生产工艺中排出的废气对含碳材料进行干燥；将干燥后的所述含碳材料装入气化炉并燃烧，以生产还原气体；以及向炉内装入铁矿石或还原铁并喷入所述还原气体，以进行还原。所述铁水制造方法还包括:向所述气化炉喷入所述铁矿石或还原铁被还原后排出的废气。所述含碳材料的干燥采用以下方式:使所述钢铁生产工艺中排出的废气部分燃烧，以去除或减少所述含碳材料中所含的水分或挥发性物质。所述还原气体的生产是通过向所述气化炉喷入高温热风或氧气来进行的。所述铁水炉为高炉、FINEX熔融气化炉及COREX熔融气化炉中的任何一种。所述还原气体的氢气(H2)含量为30%以下。所述气化炉的压力为 5bar~20bar。所述气化炉中生产的所述还原气体的温度为1000°C以上。所述含碳材料选自煤炭、粉煤、发电用煤、RDF、RPF及生物质燃料中的至少一种。根据本专利技术，高炉、FINEX炉、COREX炉内不会流入包含在粉煤中的灰份，因此可由脉石成分高的低品位矿石制造铁水。此外，向高炉、FINEX炉、COREX炉内喷入灰份含量高的燃料燃烧而生产的还原气体而非粉煤，因此可以大幅降低铁水制造时的燃料费。另外，由于不喷入粉煤，可以解决在高炉内形成鸟巢区(bird, s nest)以及由此而产生的炉芯失活问题。【附图说明】图1为本专利技术一实施例的铁水制造设备的示意图，显示出将通过气化炉产生的还原气体喷入高炉而制造铁水的设备。图2为本专利技术另一实施例的铁水制造设备的示意图，显示出将通过气化炉产生的还原气体喷入FINEX熔融气化炉或者多级流化床还原反应器而制造铁水的设备。图3为本专利技术另一实施例的铁水制造设备的示意图，显示出将通过气化炉产生的还原气体喷入COREX熔融气化炉或者竖炉(shaft furnace)而制造铁水的设备。图4为本专利技术另一实施例的铁水制造方法的工艺流程图。【具体实施方式】参照附图和详细描述的下列实施例，就可以清楚地理解本专利技术的优点、特点以及实现这些优点和特点的方法。然而，本专利技术能够以各种不同方式实施，并不局限于下列实施例。提供下列实施例的目的在于，充分公开本专利技术以使所属领域的技术人员对
技术实现思路
有整体和充分的了解，本专利技术的保护范围应以权利要求书为准。在通篇说明书中，对相同构件采用了相同的附图标记。下面，参照附图对本专利技术优选实施例的铁水制造设备进行描述。请参见图1至图3，本专利技术的铁水制造设备，包括:干燥装置10，利用钢铁生产工艺中排出的废气对含碳材料进行干燥；气化炉20，装入经干燥的所述含碳材料后，使其在高温热风或氧气下燃烧，以生产还原气体；以及铁水炉50、60、70，炉内装入铁矿石或还原铁后喷入所述还原气体，以制造铁水。所述含碳材料可包括低级煤(低品位煤)、粉煤、发电用煤、废弃物衍生燃料(RDF)/废塑料衍生燃料(RPF)、生物质燃料(biomass)等，但并不局限于此，用于生产(制造)铁矿石还原用还原气体的燃料均可使用。RDF(Refuse Derived Fuel)是由可燃性生活废弃物制成的固体燃料,RDF的原料可以是聚氯乙烯塑料、废纸、塑料产品、木材、纤维、食物等。RPF(Refuse Plastic Fuel)是指废塑料固体燃料。所谓钢铁生产工艺中排出的废气不仅指高炉废气(BFG)、COREXu工艺的竖炉废气、从FINEXk工艺的流化床还原反应器排出的废气、从焦炉排出的废气(COG)、从炼钢工艺的转炉等排出的废气(LDG)等，还可包括炼铁厂的所有形式的废气。气化炉20是一种利用氧气或热风(空气)使含碳材料部分燃烧，借此由固体含碳材料生产所需气体的装置。本专利技术的气化炉20是用于生产铁矿石还原所需的一氧化碳(CO)、氢气(H2)的装置。所述铁水制造设备还包括热风炉30，用于向所述气化炉20供应高温热风。作为使含碳材料装入所述气化炉20后燃烧的热源，可提供以喷入的方式供应的在热风炉30中升温至1000°C~1200°C的热风(空气)或氧气。热风炉30是铁板制成的圆筒形状，圆筒的外皮内侧以格子状砌筑有耐火砖。使铁水炉中产生的废气(即，高炉煤气、COREX工艺的竖炉废气、FINEX流化床还原反应器的废气或焦炉(coke oven)中产生的焦炉煤气(coke oven gas ；C0G))在热风炉30内的耐火砖层之间燃烧，以进行预热，然后向这些砖层之间输送冷风(空气)使其变成热风。这种热风的温度为1000°C以上。如此，被预热的热风送入气化炉20。所述气化炉20中产生的还原气体中不仅含有用于还原铁矿石或还原铁的一氧化碳(CO)、氢气(H2)，还可能含有甲烷(CH4)等挥发性物质，因此优选将所述还原气体的温度保持在可使甲烷等分解的1000°C以上。为了将气化炉中产生的气体温度保持在1000°C以上，需要对空气进行预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁水制造设备，包括：干燥装置，利用钢铁生产工艺中排出的废气对含碳材料进行干燥；气化炉，通过与所述干燥装置连接的导管装入经干燥的所述含碳材料后，使其在高温热风或氧气下燃烧，以生产还原气体；以及铁水炉，通过导管与所述气化炉连接，炉内装入铁矿石或还原铁后通过风口喷入所述还原气体，以制造铁水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.22 KR 10-2011-01406241.一种铁水制造设备，包括: 干燥装置，利用钢铁生产工艺中排出的废气对含碳材料进行干燥； 气化炉，通过与所述干燥装置连接的导管装入经干燥的所述含碳材料后，使其在高温热风或氧气下燃烧，以生产还原气体；以及 铁水炉，通过导管与所述气化炉连接，炉内装入铁矿石或还原铁后通过风口喷入所述还原气体，以制造铁水。2.根据权利要求1所述的铁水制造设备，还包括: 热风炉，用于向所述气化炉供应高温热风。3.根据权利要求1或2所述的铁水制造设备，还包括: 废气供应装置，用于向所述气化炉供应所述铁水炉中排出的废气。4.根据权利要求1所述的铁水制造设备，其中， 所述干燥装置通过使所述钢铁生产工艺中排出的废气部分燃烧，去除或减少所述含碳材料中的水分或挥发性物质。5.根据权利要求1所述的铁水制造设备，其中， 所述铁水炉为高炉、FI NEX熔融气化炉及COREX熔融气化炉中的任何一种。6.根据权利要求5所述的铁水制造设备，其中 所述铁水炉为FINEX熔融气化炉时，所述气化炉中生成的还原气体喷入所述FINEX熔融气化炉或多级流化床还原反应器。7.根据权利要求5所述的铁水制造设备，其中， 所述铁水炉为COREX熔融气化炉时，所述气化炉中生成的还原气体喷入所述COREX熔融气化炉或竖炉。8.根据权利要求1所述的铁水制造设备，其中， 所述还原气体的氢气含量为30%以下。9.根据权利要求1所述的铁水制造设备，其中， 所述气化炉的压力为5bar~20b...

【专利技术属性】
技术研发人员：金正镒，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR